KR101776389B1 - Bumper unit of vehicle and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 범퍼 유닛에 관한 것으로, 차량 폭방향으로 배치되며 양단이 차체에 결합된 복수의 범퍼빔; 합성수지로 성형된 베이스로 구성되며, 베이스에는 차량 폭방향으로 복수의 관통홀이 형성되고, 베이스는 복수의 관통홀을 통해 복수의 범퍼빔에 의해 관통된 범퍼 보강체; 및 강화섬유 토우로 형성되고 범퍼 보강체의 외부를 두르는 강화밴드;를 포함하는 차량용 범퍼 유닛 및 그 제조방법이 소개된다.The present invention relates to a bumper unit for a vehicle, comprising: a plurality of bumper beams arranged in a vehicle width direction and having both ends coupled to a vehicle body; A bumper reinforcement body having a base formed with a plurality of bumper beams through a plurality of through holes; And a reinforcing band formed of reinforcing fiber tow and covering the outside of the bumper reinforcement body, and a method of manufacturing the same.
Description
본 발명은 차체의 경량화를 도모하고, 차량 충돌시 요구되는 안전성을 만족시키기 위한 차량용 범퍼 유닛 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bumper unit for a vehicle and a method for manufacturing the bumper unit for achieving weight reduction of a vehicle body and satisfying safety required in a vehicle collision.
일반적으로 차량에는 정면 또는 후방 충돌에 의한 충격으로부터 차체 내부 및 실내공간을 보호하기 위한 범퍼 유닛이 설치된다. 범퍼 유닛은 차량의 폭방향으로 구비되는 범퍼빔과 차체 결합을 위한 타 부재들이 구비된다. Generally, a vehicle is provided with a bumper unit for protecting the interior of the vehicle body and the interior space from an impact caused by a frontal or rear impact. The bumper unit is provided with a bumper beam provided in the width direction of the vehicle and other members for body coupling.
또한, 차량 충돌로부터 차체를 보호하기 위해서 고강도의 소재가 요구되는 바, 일반적으로 스틸소재가 사용된다. 이에 더하여, 다양한 공법을 통한 고강도강을 형성하여 이를 범퍼빔으로 이용하기도 한다.In addition, in order to protect the vehicle body from a vehicle collision, a high-strength material is required, and a steel material is generally used. In addition, high-strength steel is formed through various methods and used as a bumper beam.
다만, 고강도의 강을 이용하여 범퍼빔을 구성하는 것은 강도면에서는 우수하나, 고중량의 소재인 강을 이용하므로 차체의 중량이 높아짐으로써 주행성능 및 연비효율의 측면에서 문제점이 있다. However, the construction of the bumper beam using the high-strength steel is excellent in strength, but since the weight of the vehicle body is increased due to the use of steel, which is a heavy material, there is a problem in terms of driving performance and fuel efficiency.
이에 따라서, 스틸소재를 대체하여 플라스틱 소재 등 저중량 소재를 사용하여 범퍼 유닛을 구성함으로써 중량을 낮추거나, 범퍼빔에 내부공간을 형성하여 중량을 줄인 범퍼빔 등이 개발되고 있으며, 그 외 다수 기업에서도 지속적으로 범퍼빔 개발에 힘쓰고 있다.As a result, bumper beams have been developed to reduce weight by constructing a bumper unit using a lightweight material such as a plastic material instead of a steel material, or to reduce the weight by forming an internal space in the bumper beam. We are continuously developing bumper beam.
이와 관련하여 한국등록특허공보 제 10-1286685호인 '차량용 범퍼빔 유닛'이 참조될 수 있다.In this connection, Korean Patent Registration No. 10-1286685 'Vehicle bumper beam unit' can be referred to.
그러나, 플라스틱 소재로 범퍼 유닛을 형성하거나 범퍼빔의 내부에 공간을 형성하여 범퍼빔의 중량을 낮추는 것은 연비 효율 및 제작단가 측면에서 우수하지만 충돌에 대한 내구강도가 현저히 떨어져 범퍼 유닛의 성능이 저하되는 문제점이 있다.However, when the bumper unit is formed of a plastic material or a space is formed in the bumper beam to lower the weight of the bumper beam, the durability of the bumper unit is lowered There is a problem.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.
본 발명은 차체의 경량화를 도모하고, 차량 충돌시 요구되는 안전성을 만족시키기 위한 차량용 범퍼 유닛 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a bumper unit for a vehicle and a method for manufacturing the bumper unit for achieving weight reduction of a vehicle body and satisfying safety required in a vehicle collision.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 범퍼 유닛은 차량 폭방향으로 배치되며 양단이 차체에 결합된 복수의 범퍼빔; 합성수지로 성형된 베이스로 구성되며, 베이스에는 차량 폭방향으로 복수의 관통홀이 형성되고, 베이스는 복수의 관통홀을 통해 복수의 범퍼빔에 의해 관통된 범퍼 보강체; 및 강화섬유 토우로 형성되고 범퍼 보강체의 외부를 두르는 강화밴드;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle bumper unit comprising: a plurality of bumper beams disposed in a vehicle width direction and having opposite ends coupled to a vehicle body; A bumper reinforcement body having a base formed with a plurality of bumper beams through a plurality of through holes; And a reinforcing band formed of reinforcing fiber tow and covering the exterior of the bumper reinforcement.
범퍼 보강체의 일면에는 격자식으로 배열된 복수의 홈이 형성될 수 있다.A plurality of grooves arranged in a lattice pattern may be formed on one surface of the bumper reinforcement.
범퍼 보강체에서 복수의 홈이 형성된 일면은 차체를 마주할 수 있다.One surface of the bumper reinforcement member on which the plurality of grooves are formed can face the vehicle body.
복수의 범퍼빔은 핫스템핑 공법에 의하여 고강도강으로 형성될 수 있다.The plurality of bumper beams can be formed into a high strength steel by a hot stamping method.
범퍼 보강체는 복수의 범퍼빔을 금형에 인서트하고, 범퍼빔의 외면에 사출성형함으로써 형성될 수 있다.The bumper reinforcement member may be formed by inserting a plurality of bumper beams into a mold and injection molding the outer surface of the bumper beam.
강화밴드는 강화섬유 토우가 범퍼 보강체의 외부에 감김으로써 형성될 수 있다.The reinforcing band can be formed by winding the reinforcing fiber tow outside the bumper reinforcement.
강화밴드는 범퍼 보강체와 폭이 동일하도록 형성되어 범퍼 보강체의 외부를 두르도록 구비될 수 있다.The reinforcing band may be formed to have the same width as the bumper reinforcement body and to surround the outside of the bumper reinforcement body.
합성수지로 성형되며, 범퍼 보강체에 둘러진 강화밴드의 외면을 코팅하는 코팅층;을 더 포함할 수 있다.And a coating layer formed of a synthetic resin and coating the outer surface of the reinforcing band surrounded by the bumper reinforcement.
코팅층은 강화밴드가 둘러진 범퍼 보강체를 금형에 인서트하고, 그 외면에 사출성형함으로써 형성될 수 있다.The coating layer can be formed by inserting a bumper reinforcement surrounding the reinforcing band into a mold and injection molding the outer surface of the mold.
범퍼 보강체는 복수의 범퍼빔 중앙부에 위치할 수 있다.The bumper reinforcement member may be located at a central portion of the plurality of bumper beams.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 범퍼 유닛의 제조방법은 복수의 범퍼빔을 금형에 안착시키는 제1안착단계; 복수의 범퍼빔이 인서트된 금형 내부로 합성수지를 주입하여 범퍼 보강체를 성형하는 제1사출단계; 및 합성수지로 성형된 범퍼 보강체의 외부에 강화섬유 토우로 형성된 강화밴드를 두르는 강화단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bumper unit for a vehicle, including: a first seating step of placing a plurality of bumper beams on a mold; A first injection step of injecting a synthetic resin into a mold having a plurality of bumper beams inserted therein to form a bumper reinforcement; And a strengthening step of covering the reinforcing band formed of the reinforcing fiber tow on the outside of the bumper reinforcement molded with the synthetic resin.
강화밴드가 둘러진 범퍼 보강체를 금형에 안착시키는 제2안착단계; 강화밴드가 둘러진 범퍼 보강체가 인서트된 금형 내부로 합성수지를 주입하여 강화밴드의 외면에 코팅층을 성형하는 제2사출단계;를 더 포함할 수 있다.A second seating step of placing the bumper reinforcement surrounding the reinforcing band on the mold; And a second injection step of injecting synthetic resin into the mold in which the bumper reinforcement surrounding the reinforcing band is inserted to mold the coating layer on the outer surface of the reinforcing band.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 범퍼 유닛 및 그 제조방법에 따르면, 차량의 경량화를 도모하고, 차량 충돌시 요구되는 안전성을 만족시킬 수 있다.According to the vehicle bumper unit and the method of manufacturing the same, the vehicle can be made lightweight and the safety required when a vehicle collides with the vehicle can be satisfied.
특히, 범퍼빔을 복수의 파이프로 구성함으로써 차량의 경량화를 도모하고, 합성수지로 형성되며 복수의 파이프에 의하여 관통된 베이스를 구비함으로써 차체의 경량화 도모 및 파이프간의 부하전달을 가능하게 하고, 베이스에 강화섬유를 두르도록 함으로써 차량의 충돌 시 요구되는 강도를 만족시킨다.Particularly, since the bumper beam is composed of a plurality of pipes, the weight of the vehicle can be reduced, and the base formed of synthetic resin and penetrated by the plurality of pipes can be provided to reduce the weight of the vehicle body and to transfer loads between the pipes. The fiber is used to satisfy the required strength at the time of collision of the vehicle.
동시에, 베이스는 범퍼빔을 구성하는 복수의 파이프를 금형에 인서트하여 성형함으로써 결합관계를 향상시키고 강화밴드를 두른 뒤 재차 인서트 성형하여 강화밴드, 베이스 및 복수의 파이프간 결합력이 크게 상승하여 강도가 크게 증가할 수 있는 것이다.At the same time, the base is formed by inserting a plurality of pipes constituting the bumper beam into a mold to improve the coupling relation, and after the reinforcing band is wrapped and insert-molded again, the bonding strength between the reinforcing band, .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 보강체, 강화밴드 및 코팅층을 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛에서 범퍼 보강체의 일면에 형성된 홈을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛의 제조방법을 나타낸 순서도.1 is a perspective view showing a bumper unit for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
2 is a side view of a bumper reinforcement, a reinforcement band and a coating layer according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a groove formed on one surface of a bumper reinforcement body in a vehicle bumper unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a method of manufacturing a bumper unit for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛(100)을 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 보강체, 강화밴드(310) 및 코팅층(320)을 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛(100)에서 범퍼 보강체(300)의 일면에 형성된 홈(315)을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛(100)의 제조방법을 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a
본 발명은 차량용 범퍼 유닛(100)의 경량화를 도모하고, 차량 충돌시 요구되는 안전성 향상을 본 발명을 활용함으로써 간단하고 효과적으로 해결할 수 있는 것이다.The present invention can reduce the weight of the
도 1 내지 2와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔(200)은 차량 폭방향으로 배치되며 양단이 차체에 결합된 복수의 범퍼빔(200); 합성수지로 성형된 베이스로 구성되며, 베이스에는 차량 폭방향으로 복수의 관통홀(305)이 형성되고, 베이스는 복수의 관통홀(305)을 통해 복수의 범퍼빔(200)에 의해 관통된 범퍼 보강체(300); 및 강화섬유 토우로 형성되고 범퍼 보강체(300)의 외부를 두르는 강화밴드(310);를 포함한다.1 and 2, the
이를 구체적으로 살펴보면, 복수의 범퍼빔(200)은 차량의 폭방향으로 배치되며 양단이 차체의 양측방에 결합할 수 있다. 본 발명의 범퍼빔(200)은 파이프 형상으로 구상되지만 그 단면의 형상이 다양할 수 있음은 물론이다.Specifically, the plurality of
또한, 범퍼빔(200)은 바람직하게는 중앙부가 차체 외측으로 돌출되도록 완만하게 휘어진 형상으로 구비되어 공기저항을 최소화하도록 구비될 수 있다. 또한, 도 1과 같이 복수의 범퍼빔(200)은 차량의 상하방향을 기준으로 정렬될 수 있다.In addition, the
이에 따라, 일반적으로 차량의 높이방향으로 소정의 폭을 갖도록 형성되는 종래의 범퍼빔과 달리 복수의 파이프로 범퍼빔(200)을 구성함으로써 범퍼빔(200) 사이의 공간에 소모되는 자재의 소모가 사라지므로, 중량이 크게 낮추면서 차체 경량화를 도모한 것이다.Accordingly, unlike the conventional bumper beam, which is formed to have a predetermined width in the height direction of the vehicle, the
한편, 복수의 범퍼빔(200) 사이에 빈 공간이 형성되는 바, 종래와는 달리 주행시의 공기저항이 크게 줄어들어 주행에 있어 연비 효율적인 측면 등이 크게 향상되는 효과를 가진다.On the other hand, since an empty space is formed between the plurality of
또한, 바람직하게는 복수의 범퍼빔(200)은 다양한 공법을 통하여 고강도로 형성된 강을 이용할 수 있다. 이에 따라 동일한 부피와 중량에서도 더욱 높은 강도를 가진 범퍼빔(200)을 구비할 수 있는 것이다.Further, preferably, the plurality of
한편, 범퍼 보강체(300)는 합성수지로 성형된 베이스로 구성되며, 베이스에는 차량 폭방향으로 복수의 관통홀(305)이 형성되고, 베이스는 복수의 관통홀(305)을 통해 복수의 범퍼빔(200)에 의해 관통될 수 있다.The
구체적으로, 범퍼 보강체(300)를 형성하는 합성수지의 종류는 플라스틱, 에폭시 등 다양할 수 있으며, 본 발명의 차량용 범퍼 유닛(100)을 형성하기 위하여 구비되는 복수의 범퍼빔(200)의 수만큼 관통홀(305)이 형성되어, 각각의 범퍼빔(200)을 연결하는 베이스가 된다.Specifically, the synthetic resin forming the
복수의 범퍼빔(200)은 차량 충돌이 일어나는 경우, 판상의 범퍼빔(200)을 이용하는 경우와는 달리 범퍼빔(200) 사이의 로드패스가 존재하지 않아 각각의 범퍼빔(200)이 독립적으로 충돌하중을 부담하게 된다. A plurality of
이 때, 경우에 따라서는 일부 범퍼빔(200)에 지나치게 높은 부하가 작용할 수 있는데, 관통홀(305)을 통하여 각각의 범퍼빔(200)이 결합된 범퍼 보강체(300)를 구비함에 따라서 각 범퍼빔(200)의 하중을 상호 전달할 수 있데 되므로, 하중의 분산효과로 충격에 대한 내구성이 상승되는 것이다.In this case, an excessively high load may be applied to some
즉, 본 발명의 범퍼빔(200)은 바람직하게는 파이프형상의 복수의 범퍼빔(200)으로 구성되는데, 이에 따라 수반되는 강성저하의 문제를 범퍼 보강체(300)를 구비하여 범퍼빔(200)간의 하중분산을 가능하게 하는 로드패스를 구성하여 해결하는 것이다.That is, the
또한, 본 발명의 차량용 범퍼 유닛(100)으로 충격이 전달되면 차량 전후방향은 물론 차량 높이방향의 범퍼빔(200) 사이 이격공간으로 범퍼빔(200)이 휘어지는 등 변형이 발생할 수 있는데, 범퍼 보강체(300)는 복수의 범퍼빔(200)과 결합됨으로써 이러한 변형을 일정 부분 방지하여 내구성을 상승시키는데 유리한 것이다.In addition, when an impact is transmitted to the
한편, 핫스템핑 공법으로 형성된 복수의 범퍼빔(200)을 구비하여 범퍼 유닛을 형성하는 경우, 용접열에 의한 취성의 한계초과 문제로 인하여 보강체를 용접식 결합하는 것이 사실상 불가하다. 따라서 보강체를 결합시키기 위하여 일반적으로 범퍼빔(200)은 핫 스템핑 공법을 사용할 수 없는 문제가 있었다.On the other hand, in the case of forming the bumper unit with a plurality of
이에 대하여, 스틸 소재가 아닌 합성수지로 형성되어 용접이 아닌 끼워맞춤식 결합을 이루는 범퍼 보강체(300)를 이용함으로써 취성 문제를 극복할 수 있으므로 범퍼빔(200)을 핫 스템핑 공법으로 형성할 수 있는 이점이 있다.On the contrary, since the brittle problem can be overcome by using the
또한, 도 2와 같이, 강화밴드(310)는 강화섬유 토우로 형성되고 범퍼 보강체(300)의 외부를 두르도록 구비된다.Also, as shown in FIG. 2, the reinforcing
구체적으로, 강화밴드(310)를 구성하는 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유 등 다양한 소재가 사용될 수 있으며, 복수의 강화섬유가 합쳐진 다발형상의 단위체를 뜻하는 강화섬유 토우를 수회 적층시킴으로써 강화밴드(310)를 구성할 수 있다.Specifically, reinforcing fibers constituting the reinforcing
또한, 강화섬유 토우로 구성된 강화밴드(310)를 미리 형성하여 범퍼 보강체(300)의 외면에 밀착시키거나, 강화섬유 토우를 직접 범퍼 보강체(300)에 두르면서 강화밴드(310)를 형성할 수 있는 바, 강화밴드(310) 성형방식은 다양할 수 있다. 또한, 강화밴드(310)는 범퍼 보강체(300)의 외면에 둘러진 상태에서 열융착방식에 의하여 고착될 수 있다.The reinforcing
상기한 바와 같이, 범퍼빔(200) 사이에 이격공간을 형성함으로써 다소 취약해지는 내구성을 보완하기 위해 범퍼 보강체(300)를 구비하면서, 범퍼 보강체(300)의 외면에 강도가 높은 강화밴드(310)를 구비하면서 범퍼 유닛으로서 요구되는 내구강도를 충실히 만족시킬 수 있는 것이다.As described above, the
따라서, 강도가 높은 강화밴드(310)에 의하여 범퍼 보강체(300)의 강성과 형상유지력을 높이고 차체 경량화를 동시에 꾀할 수 있는 것이다.Therefore, the reinforcing
한편, 도 3과 같이, 본 발명의 차량용 범퍼 유닛(100)은 범퍼 보강체(300)의 일면에 격자식으로 배열된 복수의 홈(315)이 형성될 수 있다.3, a plurality of
홈(315)의 단면형상은 사각형상 또는 육각 형상 등 다양할 수 있으며, 홈(315)과 홈(315)의 사이에는 상대적으로 리브가 형성된 것으로 볼 수 있다. 바람직하게는, 홈(315)은 범퍼 보강체(300)를 관통하지 않는 수준의 깊이를 가질 수 있다.The cross-sectional shape of the
범퍼빔(200) 사이에서 로드패스를 형성하는 범퍼 보강체(300)는 충분한 부하 전달능력을 구비하면서 차체 경량화를 위하여 일면에 복수의 홈(315)을 구성하되, 필요강도를 충족시키기 위하여 격자식의 배열을 이룸으로써 일부에 발생할 수 있는 응력집중현상을 방지하고, 홈(315)과 홈(315)사이의 리브를 통하여 범퍼빔(200)간의 충격을 흡수 및 전달할 수 있는 것이다.The
따라서, 불필요한 재료소모를 방지함과 동시에 차체 경량화를 이루고, 격자식 배열과 리브의 형성이라는 구조적인 관점에서 필요강도를 충족시키도록 성형하는 것이다.Accordingly, unnecessary material consumption is prevented, and the vehicle body is lightened, and molded so as to satisfy the required strength from the structural point of view, such as lattice arrangement and rib formation.
또한, 본 발명의 범퍼 보강체(300)에서 복수의 홈(315)이 형성된 일면은 차체를 마주하도록 구비될 수 있다.In the
홈(315)이 구비된 일면이 차체의 반대측에 형성될 경우, 차량 주행 시 평면형상으로 구비된 경우에 비하여 표면의 공기흐름이 원활하지 못하므로 공기저항이 증가하여 차량 주행의 효율이 낮아질 수 있다.When the one surface provided with the
따라서, 범퍼 보강체(300)의 홈(315)이 형성된 일면은 차체측을 바라보도록 구비함으로써 공기저항 증가를 방지하여 주행효율을 높히도록 하는 것이다.Therefore, one surface of the
한편, 본 발명의 복수의 범퍼빔(200)은 핫스템핑 공법에 의하여 고강도강으로 형성될 수 있다.Meanwhile, the plurality of
핫 스템핑 공법이란 강을 고열에서 성형처리한 뒤 냉각속도를 조절하여 강의 강도를 조절하는 것을 말하는데, 동일한 소재의 강이라도 강도가 특히 높게 형성되므로 본 발명의 차체 경량화 및 요구강도 확보에 유리할 수 있다.The hot stamping method is a method of controlling the steel strength by controlling the cooling rate after forming the steel in a high temperature. Even if the steel is made of the same material, the strength is particularly high. .
핫스템핑 공법으로 형성된 복수의 범퍼빔(200)을 구비하여 범퍼 유닛을 형성하는 경우, 용접열에 의한 취성의 한계초과 문제로 인하여 보강체를 용접식 결합하는 것이 사실상 불가하다. 따라서 보강체를 결합시키기 위하여 일반적으로 범퍼빔(200)은 핫 스템핑 공법을 사용할 수 없는 문제가 있었다.In the case of forming the bumper unit with a plurality of
이에 대하여, 스틸 소재가 아닌 합성수지로 형성되어 용접이 아닌 끼워맞춤식 결합을 이루는 범퍼 보강체(300)를 이용하여 범퍼 유닛을 보강하는 본 발명의 특성에 따라, 범퍼빔(200)을 핫 스템핑 공법으로 형성하더라도 취성 문제를 극복할 수 있으므로 핫스템핑 공법을 이용한 범퍼빔(200)의 이용이 가능하여 강도 확보에 유리한 것이다.On the other hand, according to the characteristics of the present invention in which the
따라서, 범퍼빔(200) 사이에서 이격공간을 확보함으로써 강성이 취약해질수 있는 점을 보완하고자 강도 확보에 유리한 핫 스템핑 공법을 사용하여 동일한 중량과 부피에서도 더 높은 강성을 확보함으로써 차량 충돌시의 안전성을 증가시킬 수 있는 것이다.Therefore, in order to compensate the weakness of the rigidity by securing the spacing space between the bumper beams 200, it is possible to secure higher rigidity in the same weight and volume by using a hot stamping method, It is possible to increase safety.
한편, 본 발명의 범퍼 보강체(300)는 복수의 범퍼빔(200)을 금형에 인서트하고, 범퍼빔(200)의 외면에 사출성형함으로써 형성될 수 있다.The
구체적으로, 범퍼 보강체(300)를 개별적으로 성형하여 범퍼빔(200)을 관입하는 경우, 범퍼빔(200)이 관입되는 관통홀(305)에는 범퍼빔(200)과의 사이에 불가피하게 공극이 존재하게 되며, 이로 인하여 범퍼 보강체(300)와 범퍼빔(200)의 결합력이 저감되는 문제가 있는 것이다.Specifically, when the
이에 따라서, 범퍼 보강체(300)는 범퍼빔(200)을 인서트하여 그 외면에 사출성형함으로써, 개별성형에 따른 불가피한 공극 발생을 방지하여 결합부위에서 결합력이 크게 증가하는 유리한 효과가 있다. Accordingly, the
한편, 본 발명의 강화밴드(310)는 강화섬유 토우가 범퍼 보강체(300)의 외부에 감김으로써 형성될 수 있다.Meanwhile, the reinforcing
강화밴드(310)를 구성하는 강화섬유는 높은 강도를 가지는 반면, 섬유의 단절부가 존재하는 경우 부하 작용시 부하가 단절부에 집중되어 쉽게 파단될 수 있다. The reinforcing fibers constituting the reinforcing
이에 따라, 강화섬유가 소정의 길이로 절단되어 구비되는 단위밴드(310)를 복수개로 구비하여 범퍼 보강체(300)의 외면을 두르는 경우, 각각의 단위밴드(310)마다 섬유의 단절부가 존재하여 실질적인 강도가 낮아지게 되는 것이다.Accordingly, when the outer surface of the
따라서, 범퍼 보강체(300)의 외면에 강화섬유 토우를 단절부 없이 연속적으로 감아 강화밴드(310)를 형성함으로써, 강화밴드(310)를 이루는 강화섬유에 단절부 형성을 방지하여 강한 충격에도 파단이 일어나지 않도록 하는 유리한 효과가 있는 것이다.Therefore, by forming the reinforcing
한편, 본 발명의 강화밴드(310)는 범퍼 보강체(300)와 폭이 동일하도록 형성되어 범퍼 보강체(300)의 외부를 두르도록 구비될 수 있다.The reinforcing
강화밴드(310)가 범퍼 보강체(300)의 일부만을 두르도록 형성된 경우, 차량의 충격이 발생하면 강화밴드(310)가 둘러진 부분와 강화밴드(310)가 둘러지지 않은 타부분은 서로 강도와 내구력이 상이하여 범퍼 보강체(300)의 국부적 파손을 유발할 수 있다.When the reinforcing
따라서, 강화밴드(310)는 범퍼 보강체(300)와 동일한 폭으로 형성되어 범퍼 보강체(300)의 외면 중 강화밴드(310)가 둘러지지 않은 부분이 발생하는 것을 방지함으로써 범퍼 보강체(300)의 내구력을 안정적으로 향상시키고 차량의 안전성을 향상시키는 것이다.Therefore, the
한편, 도 2와 같이, 본 발명의 차량용 범퍼 유닛(100)은 합성수지로 성형되며, 범퍼 보강체(300)에 둘러진 강화밴드(310)의 외면을 코팅하는 코팅층(320);을 더 포함할 수 있다.2, the
코팅층(320)을 이루는 합성수지는 범퍼 보강체(300)를 구성하는 합성수지와 동일할 수 있으며, 강화섬유로 이루어진 강화밴드(310)는 코팅층(320)의 합성수지에 의하여 함침될 수 있다. 합성수지를 이용함으로써 차량의 경량화를 도모함과 동시에 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.The synthetic resin constituting the
강화밴드(310)와 범퍼 보강체(300)는 상호 이종의 소재로 이루어진 바, 결합에 있어서 안정성이 떨어지며, 강화섬유로 이루어진 강화밴드(310)는 섬유간의 고착력이 낮은 상태로 형성될 수 있어 시간이 경과할수록 형상을 유지하지 못하고 강화밴드(310)의 일부가 이탈되는 현상이 발생할 수 있다.The reinforcing
따라서, 바람직하게는 범퍼 보강체(300)와 동일한 소재로 형성되는 코팅층(320)을 강화밴드(310)의 외면에 구비함으로써, 강화밴드(310)가 범퍼 보강체(300)에 결합되는 것을 보강하고 코팅층(320)과 강화밴드(310) 및 범퍼 보강체(300)가 일체로서 형성되도록 하여 안정성과 내구성을 향상시키는 것이다.The reinforcing
또한, 본 발명의 코팅층(320)은 강화밴드(310)가 둘러진 범퍼 보강체(300)를 금형에 인서트하고, 그 외면에 사출성형함으로써 형성될 수 있다.The
코팅층(320)을 별개로 성형하여 강화밴드(310)가 둘러진 범퍼 보강체(300)의 외면에 끼워맞추는 경우 결합을 용이하게 하려면 강화밴드(310)와 코팅층(320) 사이에 공극이 불가피하게 필요하게 되고, 접착제 등을 이용하여 결합시켜야만 한다.If the
그러나, 강화밴드(310)가 둘러진 범퍼 보강체(300)를 직접 금형에 인서트하여 그 외면에 코팅층(320)을 사출성형하는 것은 공극이 발생하지 않으므로 결합력이 극대화 되고, 코팅층(320)을 사출성형할 때 합성수지에 강화밴드(310)가 함침되어 앵커효과에 의하여 결합력이 더욱 강해지는 것이다. However, when the
이에 더하여, 바람직하게는 코팅층(320) 성형을 위한 합성수지는 범퍼 보강체(300)를 이루는 합성수지와 동일 소재를 이용하므로 코팅층(320)의 성형시 범퍼 보강체(300)와 일체를 이루도록 상호결합함으로써 전체를 일체화시키는 작용을 할 수 있다.In addition, synthetic resin for forming the
즉, 코팅층(320)을 성형함에 있어 범퍼 보강체(300)를 인서트하여 코팅층(320)을 사출성형함으로써 범퍼 보강체(300), 강화밴드(310) 및 코팅층(320)은 상호결합하여 일체화를 이루도록 할 수 있고, 코팅층(320)의 결합력이 극대화 되며, 강화밴드(310)의 안정적인 고착에 유리한 것이다.That is, in molding the
한편, 도 1과 같이, 본 발명에서 범퍼 보강체(300)는 복수의 범퍼빔(200) 중앙부에 위치할 수 있다. 1, in the present invention, the
복수의 범퍼빔(200)은 상기한 바와 같이 양측 단부가 차체와 결합하게 되어 고정상태를 이룬다. 이 때, 차량의 충돌에 따른 충격이 범퍼빔(200)으로 전달하게 되면 고정된 단부로부터 가장 먼 거리에 위치하는 범퍼빔(200)의 중앙부가 변형되기 쉽다.As described above, the plurality of
따라서, 범퍼빔(200)의 내구력을 향상시키기 위한 범퍼 보강체(300)는 범퍼빔(200)의 중앙부에 위치함으로써 가장 효율적인 내구성 보강효과를 가질 수 있고, 복수의 범퍼 보강체(300)를 구비하지 않더라도 차량 충돌에 대한 필요강도를 확보하게 되는 것이다.Accordingly, the
한편, 도 4와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼 유닛(100)의 제조방법은 복수의 범퍼빔(200)을 금형에 안착시키는 제1안착단계(S100); 복수의 범퍼빔(200)이 인서트된 금형 내부로 합성수지를 주입하여 범퍼 보강체(300)를 성형하는 제1사출단계(S200); 및 합성수지로 성형된 범퍼 보강체(300)의 외부에 강화섬유 토우로 형성된 강화밴드(310)를 두르는 강화단계(S300);를 포함할 수 있다.4, a method of manufacturing a
제1안착단계(S100)에서는 복수의 범퍼빔(200)이 인서트될 수 있도록 미리 구비된 금형에 범퍼빔(200)을 안착시킨다. 바람직하게는 복수의 범퍼빔(200)의 중앙부가 안착될 수 있다. 금형의 형상은 범퍼 보강체(300)의 외형과 동일한 캐비티를 가지도록 구비된다.In the first seating step (S100), the bumper beam (200) is seated on a mold provided in advance so that a plurality of bumper beams (200) can be inserted. Preferably, a central portion of the plurality of
또한, 제1사출단계(S200)에서는 범퍼빔(200)이 인서트된 금형의 내부로 합성수지를 주입하여 범퍼 보강체(300)를 성형하는데, 합성수지의 종류는 폴리프로필렌, 플라스틱, 폴리에틸렌 등 다양할 수 있다.In the first injection step S200, synthetic resin is injected into the metal mold into which the
특히, 본 발명의 제조방법에 따라 범퍼빔(200)의 외면에 직접 범퍼 보강체(300)를 사출성형함으로써 이들간의 결합관계가 더욱 강해지고, 공정이 간단해지며 내구성도 향상될 수 있는 것이다.In particular, according to the manufacturing method of the present invention, the
또한, 바람직하게는 금형의 일면은 복수의 돌기가 격자식으로 형성되어 성형된 범퍼 보강체(300)의 일면은 격자식으로 배치된 복수의 홈(315)이 구비될 수 있다. 이로써 2차 공정을 거치지 않더라도 성형단계에서 복수의 홈(315)을 마련할 수 있는 것이다.Preferably, one surface of the mold is provided with a plurality of
한편, 강화단계(S300)에서는 제1사출단계(S200)에 의하여 형성된 범퍼 보강체(300)의 외면에 강화밴드(310)를 두르도록 하여 범퍼 보강체(300)를 강화한다. 강화밴드(310)는 강화섬유 토우를 이용하여 형성한다.Meanwhile, in the reinforcing step S300, the reinforcing
강화밴드(310)를 범퍼 보강체(300)의 외면에 두르는 방식은 다양할 수 있다. 특히, 바람직하게는 와인딩 공법을 통하여 강화섬유 토우를 범퍼 보강체(300)의 외면에 직접 감음으로써 강화밴드(310)를 형성할 수 있다.The manner in which the reinforcing
와인딩 공법이란, 대상물체의 외면에 섬유상태의 보강재를 감아 대상물체를 강화시키거나 코팅하는 공법을 말하는데, 일반적으로 와인딩 기계에 대상물체를 안착시킨 후 대상물체가 회전하면서 섬유상태의 보강재가 감기는 방식을 취한다.The winding method is a method in which a reinforcing material in a fiber state is wound around the outer surface of a target object to reinforce or coat the target object. Generally, after a target object is placed on a winding machine, .
이에 따라, 강화밴드(310)를 범퍼 보강체(300)에 밀착되도록 결합시킬 수 있으며, 강화섬유의 단절부가 존재하지 않도록 강화밴드(310)가 형성되어 강도면에 있어서 탁월한 효과를 가진다. Accordingly, the reinforcing
한편, 도 4와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼 유닛(100)의 제조방법은 강화밴드(310)가 둘러진 범퍼 보강체(300)를 금형에 안착시키는 제2안착단계(S400); 강화밴드(310)가 둘러진 범퍼 보강체(300)가 인서트된 금형 내부로 합성수지를 주입하여 강화밴드(310)의 외면에 코팅층(320)을 성형하는 제2사출단계(S500);를 더 포함할 수 있다.4, the method for manufacturing the
강화단계(S300)에 의하여 강화밴드(310)가 둘러진 범퍼 보강체(300)는 미리 준비된 금형에 안착된다. 금형에는 범퍼 보강체(300)가 안착될 수 있도록 캐비티가 미리 구성된다. 강화밴드(310)는 와인딩된 이후 바로 금형에 안착될 수도 있고, 열융착과정을 통하여 범퍼 보강체(300)의 외면에 고착된 후 금형에 인서트될 수 있다.By the strengthening step S300, the
제2사출단계(S500)에서는 범퍼 보강체(300)가 인서트된 금형으로 합성수지를 주입하여 코팅층(320)을 형성한다. 상기한 금형은 바람직하게는 이분된 것으로, 인서트물이 안착된 후 이분된 금형들이 결합하여 하나의 네스트를 형성한다. In the second injection step (S500), synthetic resin is injected into the metal mold into which the
코팅층(320)을 형성하는 합성수지는 바람직하게는 범퍼 보강체(300)를 이루는 합성수지와 동일한 소재일 수 있다. 따라서 합성수지가 금형에 주입되면서 강화밴드(310)가 합성수지로 함침되고, 바람직하게는 범퍼 보강체(300)와 일체로 형성될 수도 있다.The synthetic resin forming the
결국, 코팅층(320)이 강화밴드(310)의 외면에 형성되면서 강화밴드(310)를 안정적으로 고정시키고, 종국적으로는 범퍼 보강체(300)의 내구성을 향상시키며, 바람직하게는 범퍼보강체, 강화밴드(310) 및 코팅층(320)이 일체로 형성되면서 안정성 및 내구성이 향상되어 차량의 안정성과 경량화를 도모할 수 있는 것이다.The
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
100 : 차량용 범퍼 유닛 200 : 범퍼빔
300 : 범퍼 보강체 100: vehicle bumper unit 200: bumper beam
300: bumper reinforcement body
Claims (12)
합성수지 재질의 일체로 성형된 베이스로 구성되며, 베이스에는 차량 폭방향으로 복수의 관통홀이 형성되고, 베이스는 복수의 관통홀을 통해 복수의 범퍼빔에 의해 관통된 범퍼 보강체;
강화섬유 토우로 형성되고 범퍼 보강체의 외부를 두르는 강화밴드; 및
합성수지로 성형되며, 범퍼 보강체에 둘러진 강화밴드의 외면을 코팅하는 코팅층;을 포함하며,
복수의 범퍼빔은 핫스템핑 공법에 의하여 고강도강으로 형성되고,
범퍼 보강체는 복수의 범퍼빔을 금형에 인서트하고 범퍼빔의 외면에 사출성형함으로써 형성됨으로써, 범퍼빔이 관통홀에 공극없이 관입된 구조를 이룸과 동시에 핫스템핑 공법으로 형성된 범퍼빔과의 향상된 결합력을 가지도록 마련되며,
강화밴드는 연속적으로 형성된 강화섬유 토우가 범퍼 보강체의 외부에 감김으로써 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 유닛.A plurality of bumper beams arranged in the vehicle width direction and having both ends coupled to the vehicle body;
A bumper reinforcement body having a base formed integrally with a synthetic resin material, a base having a plurality of through holes formed in the vehicle width direction, the base being penetrated by a plurality of bumper beams through a plurality of through holes;
A reinforcing band formed of a reinforcing fiber tow and covering the exterior of the bumper reinforcement; And
A coating layer formed of a synthetic resin and coating an outer surface of the reinforcing band surrounded by the bumper reinforcement,
The plurality of bumper beams are formed into a high strength steel by hot stamping,
The bumper reinforcement member is formed by inserting a plurality of bumper beams into a mold and injection molding the outer surface of the bumper beam so that the bumper beam is penetrated into the through hole without any gap, And has a bonding force,
Wherein the reinforcing band is formed by winding a continuously formed reinforcing fiber tow on the outside of the bumper reinforcement body.
범퍼 보강체의 일면에는 격자식으로 배열된 복수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 유닛.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of grooves arranged in a lattice form is formed on one surface of the bumper reinforcement body.
범퍼 보강체에서 복수의 홈이 형성된 일면은 차체를 마주하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 유닛.The method of claim 2,
Wherein the one surface of the bumper reinforcement member on which the plurality of grooves are formed faces the vehicle body.
강화밴드는 범퍼 보강체와 폭이 동일하도록 형성되어 범퍼 보강체의 외부를 두르는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 유닛.The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing band is formed so as to have the same width as the bumper reinforcement body and covers the outside of the bumper reinforcement body.
코팅층은 강화밴드가 둘러진 범퍼 보강체를 금형에 인서트하고, 그 외면에 사출성형함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 유닛.The method according to claim 1,
Wherein the coating layer is formed by inserting a bumper reinforcement surrounding the reinforcing band into a mold and injection molding the outer surface of the bumper reinforcement body.
범퍼 보강체는 복수의 범퍼빔 중앙부에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 유닛.The method according to claim 1,
Wherein the bumper reinforcement member is located at a central portion of the plurality of bumper beams.
복수의 범퍼빔이 인서트된 금형 내부로 합성수지를 주입함으로써, 범퍼빔이 공극없이 관입된 구조를 이루어 핫스템핑 공법으로 형성된 범퍼빔과의 향상된 결합력을 가지는 일체형의 범퍼 보강체를 성형하는 제1사출단계;
합성수지로 성형된 범퍼 보강체의 외부에 강화섬유 토우로 연속적으로 형성된 강화밴드를 두르는 강화단계;
강화밴드가 둘러진 범퍼 보강체를 금형에 안착시키는 제2안착단계; 및
강화밴드가 둘러진 범퍼 보강체가 인서트된 금형 내부로 합성수지를 주입하여 강화밴드의 외면에 코팅층을 성형하는 제2사출단계;를 포함하는 차량용 범퍼 유닛의 제조방법.A first seating step of seating a plurality of bumper beams on a mold;
A bumper reinforcement body having a structure in which a bumper beam is penetrated without voids by injecting a synthetic resin into a mold having a plurality of bumper beams inserted therein, the bumper reinforcement body having an improved coupling strength with a bumper beam formed by a hot stamping method; step;
An enforcing step of encompassing a reinforcing band formed continuously with a reinforcing fiber tow on the outside of the bumper reinforcement formed of synthetic resin;
A second seating step of placing the bumper reinforcement surrounding the reinforcing band on the mold; And
And a second injection step of injecting synthetic resin into the mold having the bumper reinforcement surrounding the reinforcing band to mold the coating layer on the outer surface of the reinforcement band.
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